液壓盤式剎車斷電或失壓報警裝置

朱志鐠

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉 453000）

1 現有技術狀況

目前液壓盤式剎車裝置的液壓站采用的多是按照專利CN200920110169提供的液壓盤式剎車裝置或專利CN200920110494提供的電控液壓盤式剎車裝置。在大部分工作環境下，這2種液壓站可以基本滿足液壓盤式剎車裝置的使用，但是隨著鉆機作業對設備的要求不斷提高，以上2種液壓站的弊端也不斷顯現出來。盤剎液壓站一般由柴油發電機直接提供電源，該方式存在的隱患是：若柴油發電機出現故障，會造成盤剎液壓站系統意外斷電，導致液壓站無法給液壓盤式剎車裝置提供動力能源，造成液壓盤式剎車安全鉗抱死，儲能瓶的能量無法滿足液壓盤式剎車多次動作，而且不能滿足工作鉗多次動作的要求，在儲能瓶的壓力釋放后，可能造成液壓盤式剎車裝置失靈從而釀成事故。

此外，蓄能器的作用是穩定泵輸出的液壓源和儲存能量，當輸出的液壓油不足時，能起到補充功能的作用，因此蓄能器在整個液壓系統中可起到安全保護的作用。蓄能器氮氣壓力需要定期檢查，但是由于測氮氣壓力需要停機并安裝測壓裝置，不僅過程繁瑣，而且浪費工時，操作不當還會引起事故發生等。供液泵的作用是為液壓系統提供足夠的壓力，是系統動力來源。若蓄能器損壞未被發現或2臺供液泵均出現故障，或者安全鉗碟簧無法正常工作時，都可能造成液壓盤式剎車裝置失靈從而釀成事故，因此在這種異常情況下無法保證順利地進行鉆井作業。

2 裝置創造的技術內容

該裝置設計基于液壓盤式剎車系統隱患狀態提醒的優化狀態下，屬于油氣勘探開發的技術領域，用于鉆井現場液壓盤式剎車系統油壓低于設定值7.8 MPa或2臺供液泵同時出現故障時，開始報警，以提醒及時采取相應措施，避免事故發生。該裝置通過油壓開關監控液壓系統的油壓狀態并連接至報警裝置，當系統油壓低于設定值時，報警裝置發出聲光報警；若盤剎液壓站動力系統2臺供液泵均出現故障時，交流接觸器工作，連通交流電源（或UPS電源），報警裝置發出聲光報警。報警裝置安裝于司鉆控制房內部，一旦報警，剎把操作人員可及時采取措施，消除出現安全事故的隱患，對鉆井施工的安全起到較強的保障作用。該裝置為鉆井施工中液壓盤式剎車系統隱患狀態提醒提供了新的方法。

（1）該裝置所要解決的技術問題在于，安裝一種司鉆控制房內聲光報警裝置保證盤剎液壓站在突然斷電等特殊情況（蓄能器損壞未被發現、2臺供液泵均出現故障、安全鉗碟簧無法正常工作等），能夠及時采取措施降低事故發生的概率。

（2）該裝置的技術方案如下：一種盤剎液壓站斷電或失壓報警系統包括二級二線小型斷路器（熔斷器）、UPS電源、開關電源、油壓開關P、交流接觸器和聲光報警裝置。其中，交流電源依次通過所述斷路器、開關電源、并聯的油壓開關和交流接觸器連接至負載（聲光報警裝置）；UPS電源連接至負載，同時連接交流電源。油壓開關P用于監控液壓系統的油壓狀態并連接至報警裝置，當系統油壓7.8 MPa時向報警裝置發出信號，報警裝置在接收到信號時發出聲光報警。另，若2臺供液泵均出現故障時，交流接觸器工作，連通交流電源（或UPS電源）與聲光報警裝置，聲光報警裝置發出聲光報警。

在啟動液壓站時，由于系統壓力低于設定值7.8 MPa，聲光報警裝置會短暫發出聲光報警，待壓力正常后報警自動解除，系統正常工作。

裝置優點是，能為液壓盤式剎車裝置隱患狀態發出報警提示，方便操作人員及時發現隱患，迅速采取應對措施，避免事故發生。聲光報警裝置能夠有效的提供一種安全提醒，當油壓低于設定值或2臺供液泵同時出現故障時，隨時提醒使用者及時處理故障，防止出現更大故障，影響人員、設備和井口的安全，大大降低安全事故發生率。

3 裝置結構與原理

如圖1所示，該裝置能夠實現在液壓盤式剎車的主油路出現油壓低于設定值7.8 MPa時，聲光報警裝置報警；液壓盤式剎車動力系統內2臺供液泵電機均處于停機狀態時，則聲光報警裝置報警。聲光報警裝置設置于司鉆控制房內部，一旦報警，操作人員可及時采取措施，消除出現安全事故的隱患，對鉆井施工的安全起到較強的保障作用。

圖1 液壓盤式剎車斷電或失壓報警裝置

4 應用效果和技術優勢

4.1 應用效果分析

該裝置主要用于油氣鉆井現場液壓盤式剎車系統，已經在中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司50846HB井隊現場試用，達到設計初期目的，滿足現場生產需求。該裝置現已經開始在公司鄂北工區內各基層井隊進行推廣使用，并根據現場使用過程中發現的各種情況，及時收集反饋的合理意見和建議，不斷完善和優化后逐步在石化系統內推廣。

4.2 技術優勢對比

（1）該裝置根據鉆井現場液壓盤式剎車系統故障發生情況分析，針對鉆井過程中，液壓盤式剎車系統可能會出現動力系統斷電或液壓系統壓力降低的情況，或者2臺供液泵均出現故障的情況，對因此可能導致的嚴重后果可進行提前預警，剎把操作人員能及時采取措施，消除安全隱患，降低事故發生概率。

（2）該裝置通過對液壓盤式剎車系統故障的研究，提出系統化的設計思路，降低因蓄能器損壞未被發現或者安全鉗碟簧無法正常工作等，可能致使剎車失靈從而釀成事故的概率，該報警裝置在鉆井領域具有廣泛的應用前景。